泰伯網(wǎng)訊 9月16日，第六屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)年會(huì)暨首屆衛(wèi)星應(yīng)用國際博覽會(huì)在深圳龍崗召開，本次會(huì)議以“超越衛(wèi)星導(dǎo)航 共享天地信息”為主題，由中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)、中國遙感應(yīng)用協(xié)會(huì)、中國衛(wèi)星全球服務(wù)聯(lián)盟合作主辦。

　　在本屆大會(huì)的高端論壇上，北京衛(wèi)星導(dǎo)航中心總師周建華做了題為《基于地月拉格朗日點(diǎn)的新型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)想》的主題報(bào)告。

　　以下為北京衛(wèi)星導(dǎo)航中心總師周建華的主題演講(內(nèi)容未經(jīng)本人核實(shí))：

　　很高興今天能來參加這個(gè)會(huì)，這次主題好像是高精度定位，這次產(chǎn)業(yè)界比較多，我很想介紹一下高精度定位這個(gè)事情，在正式講之前我先說一下，大會(huì)給了一個(gè)題目叫GPS顛覆性報(bào)告，我說這個(gè)報(bào)告名稱很好，我們立志于做這些，但是今天可能還不敢說這些話。

　　從2002年北斗開通以后一直在做性能的改進(jìn)，現(xiàn)在如果是高精度定位差分信號(hào)用了以后能夠做到1-2米這個(gè)水平，這樣的用戶應(yīng)該可以做到1米以下，希望大家能用這樣的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)現(xiàn)在發(fā)布的系統(tǒng)非常穩(wěn)定，就在北斗B1、B2、B3都有。

　　這次年會(huì)立志于北斗未來怎么去做，做了一些研究，這個(gè)研究今年申報(bào)了導(dǎo)航測(cè)繪獎(jiǎng)，大會(huì)邀請(qǐng)來做一下這個(gè)報(bào)告。這個(gè)報(bào)告題目是講現(xiàn)在的導(dǎo)航里面我們重點(diǎn)要解決一個(gè)什么問題，我就講這三個(gè)方面，它的背景，這是我們都有的幾個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)，我就不說了。目前我們面臨著幾個(gè)什么問題呢?現(xiàn)在我們都知道衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是嚴(yán)格依賴于地面的操控，所以離開地面站以后這個(gè)系統(tǒng)就不能工作，在自然災(zāi)害或者軍事行動(dòng)當(dāng)中，這樣一個(gè)小系統(tǒng)可能性能就不能維持，在后現(xiàn)代計(jì)劃當(dāng)中都是立足于怎么不依賴地面系統(tǒng)還能夠很好的工作，目前我們?cè)诓灰蕾嚨孛嫦?，短期我們目前保證性能的時(shí)候可能只能支持一天，現(xiàn)在隨著技術(shù)越來越好它也能支持幾天，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)只是對(duì)地的，對(duì)地上空1000公里，對(duì)這樣的飛行器能夠支持導(dǎo)航，為了解決系統(tǒng)自主運(yùn)行的問題，還能夠支持更大范圍，低空飛行器甚至高軌甚至深空活動(dòng)，我們就提出來這樣一個(gè)項(xiàng)目。

　　這個(gè)項(xiàng)目是一個(gè)什么基本概念呢?學(xué)天文的都知道，在限制性三體問題上，地球和月球之間有五個(gè)拉格朗日點(diǎn)，一個(gè)圍著月球旁邊，一個(gè)是在和地球月球呈等邊三角形位置上，還有一個(gè)在月球地球?qū)γ妫@個(gè)動(dòng)力學(xué)特性可以把飛行器打在這個(gè)地方，便利它的操控，維持這樣的性能。用這樣的性能我們就能支持剛才說的兩大問題，一個(gè)是解決衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在地面沒有的時(shí)候它的精準(zhǔn)在哪里，可以把我們的活動(dòng)拓展，探空活動(dòng)肯定在地月空間，在火星范圍，這樣的系統(tǒng)能夠支持地月空間包括火星探測(cè)需要。

　　需要一些地面的鏈路，我們知道地球到月球是30萬公里的范圍，把衛(wèi)星布上幾個(gè)拉格朗日衛(wèi)星，在衛(wèi)星搭上一些鏈路，可以在這個(gè)星座當(dāng)中選擇幾個(gè)衛(wèi)星，和它共同構(gòu)建成一個(gè)聯(lián)合觀測(cè)，這樣的聯(lián)合觀測(cè)就可以支持深空探測(cè)器，也可以支持低軌網(wǎng)絡(luò)、高軌網(wǎng)絡(luò)和深空網(wǎng)絡(luò)的所有運(yùn)行。

　　這是我們可以被選出來的星座，這是各種可選的軌道，有哈羅軌道等等，這就不講了，我們要選擇在這些點(diǎn)上周期性的軌道。這樣的周期性軌道，有不同的衛(wèi)星，對(duì)月內(nèi)有什么樣的覆蓋，就可以看到，在單星、雙星下就能夠有比較好的覆蓋，有一層覆蓋也能夠?qū)︼w行器進(jìn)行定軌，也能夠?qū)︼w行器進(jìn)行深空通訊等活動(dòng)。如果衛(wèi)星多的話，它的重疊覆蓋可以更好，這就是我們說的我們要選擇，到底選擇什么樣的星座比較好呢?

　　這樣的星座，因?yàn)樗窃诶窭嗜拯c(diǎn)上，它是在純粹的限制性三體問題下是不動(dòng)的，但是實(shí)際上L5點(diǎn)是穩(wěn)定的，其他點(diǎn)是不穩(wěn)定的，它要跑，就要去維持它，采取一個(gè)比較有效的方式讓它不能逃逸我們要去的點(diǎn)。怎么來布設(shè)這個(gè)網(wǎng)，我們可以找到這個(gè)點(diǎn)，怎么把它布上去呢?因?yàn)樗且粋€(gè)穩(wěn)定的點(diǎn)，你要入軌也很難入，能量要耗的小，走那些低能軌道，給它很小的力讓它向我這些點(diǎn)漂移，一箭四星就把這個(gè)方案部署過去，可以一箭打四星，剩下軌道可以通過地面轉(zhuǎn)移過去。整個(gè)軌道的能量速度只要5000就可以了，一箭四星，大概周期轉(zhuǎn)移過去，花300多天就可以把這個(gè)布好，一箭四星就可以完成這個(gè)問題。

　　剛才說這個(gè)軌道要逃逸，你要對(duì)它進(jìn)行控制，我們就提出來幾個(gè)控制它的辦法，現(xiàn)實(shí)的可以先用小噴器來噴它，要定期控制，不能連續(xù)控，連續(xù)控軌道系統(tǒng)不能用，這樣導(dǎo)航系統(tǒng)也不能用。讓它很精確的控制，不要逃逸這個(gè)軌道，這樣就能解決我們的應(yīng)用問題，要做這個(gè)系統(tǒng)就可以不同的軌道采取不同的控制方式，我們就不說了，比如15天到40天控一次，這樣系統(tǒng)就可以維持一個(gè)穩(wěn)定的工作。這是每次控制的手續(xù)、燃料等等。

　　大家會(huì)說這么遠(yuǎn)的系統(tǒng)有這樣很小巧的設(shè)備能夠進(jìn)行工作嗎?這么距離遠(yuǎn)的時(shí)候我們提出來將來導(dǎo)航和導(dǎo)航系統(tǒng)之間工作的一個(gè)載荷，這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)就可以通過一些空氣的介質(zhì)做這種助透劑的界限，加一些很少量的填充介質(zhì)，做成這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)的天線水平的時(shí)候可以多波柬掃描，這樣就可以支持星和星之間的溝通。

　　大家最熟悉的就是相控陣，其實(shí)這種方式可以做到工藝難度比較適中，性能又比較優(yōu)良，它又比較輕巧，這樣一個(gè)載荷這種原理到底行不行，做了一下，它到底有什么好處，但是這樣一個(gè)載荷一箭四星就可以發(fā)，只要把相應(yīng)的配套載荷都拷上去，500公斤的載荷可以解決衛(wèi)星的應(yīng)用問題。這是衛(wèi)星的整個(gè)設(shè)計(jì)，我們可以采取這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)，這是東方紅衛(wèi)星公司根據(jù)我們提出來的載荷，協(xié)同工作中需要的東西，這樣一個(gè)衛(wèi)星就可以一箭四星組網(wǎng)把它發(fā)上去以后，這樣可以有比較可行的工程方案，這是整個(gè)配置的情況，還是有非常好的工程可實(shí)現(xiàn)性。

　　這樣一個(gè)系統(tǒng)怎么解決自主定軌的問題呢?我簡單講一下，我們知道衛(wèi)星上的地球非常不能自主定軌，因?yàn)樗艿囊κ乔驅(qū)ΨQ的引力，這樣一個(gè)系統(tǒng)如果沒有地面精準(zhǔn)給它的時(shí)候它是沒法定軌的，我只要星星之間進(jìn)行跟蹤，在理論上可以在絕對(duì)的空間精準(zhǔn)下把它的軌道定出來，它的原理就是我只要進(jìn)行星間的觀測(cè)，它就是可自主定軌的，不需要地面的依賴，只要星星之間的跟蹤就可以了。我們選出來它的軌道，能夠在穩(wěn)定工作的周期軌道上進(jìn)行工作。

　　說一下結(jié)論，這樣一個(gè)系統(tǒng)可以保證所有的軌道在沒有地面情況下可以實(shí)現(xiàn)拉格朗日衛(wèi)星和導(dǎo)航衛(wèi)星軌道測(cè)量精度，而且它這個(gè)時(shí)間實(shí)際上是不隨離開地面時(shí)間的影響，但是我們知道最后的應(yīng)用要到地面上，所以我依賴地面的ERP就是地球框架上的東西，現(xiàn)在說預(yù)報(bào)180天還有很好的性能可能要受限制，這個(gè)要進(jìn)一步提高，按照這套系統(tǒng)在目前現(xiàn)有的地球參考架上做出來的模型支持180天是沒有的，我們展示了一下它能夠進(jìn)行將來提供導(dǎo)航空間信號(hào)精度多少，這是拉格朗日衛(wèi)星，它能得到的定軌，如果我們的測(cè)量能力更好，應(yīng)該能得到比這更好的精度。

　　如果這樣一個(gè)性能支持深空導(dǎo)航是什么情況呢?我們算了一下，如果這樣一個(gè)系統(tǒng)的性能在地月空間進(jìn)行工作的時(shí)候，我們可以有一個(gè)表來看，除了有一種軌道，其他的備選軌道位置誤差都能控制在20米左右，這是在地月轉(zhuǎn)移軌道下。在環(huán)月軌道下，我們要選一個(gè)月球的軌道，如果在環(huán)月軌道下可見性的情況，我就不展開講了，在環(huán)月軌道下它也能夠得到好于100米的性能，如果鏈路支持在火星探測(cè)這個(gè)范圍之內(nèi)，同樣的技術(shù)、同樣的方法去算這個(gè)軌道，能夠在優(yōu)于1公里的范圍，這樣的性能就對(duì)深空導(dǎo)航，未來的人到月球的深空活動(dòng)就能提供很好的支持。

　　這個(gè)題目設(shè)想這樣一個(gè)性能，我們的導(dǎo)航如果能夠進(jìn)一步朝著這個(gè)方向發(fā)展的話，下一次一箭四星打上去，未來應(yīng)該是能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，能夠?qū)崿F(xiàn)自主運(yùn)行的問題。

　　這是我重點(diǎn)想介紹的研究情況，我們也想北斗肯定要走一條跟GPS不一樣的路，能夠?qū)崿F(xiàn)我們更強(qiáng)更好的能力，包括我在講這個(gè)之前做的北斗自身增強(qiáng)，GPS空間信號(hào)精度也有，我們也在測(cè)，跟它發(fā)布的性能差不多，大概在0.7米左右，我們現(xiàn)在發(fā)布的精度也有，也達(dá)到這個(gè)性能。我們想通過這個(gè)東西，至少是在國內(nèi)地區(qū)跟GPS競(jìng)爭(zhēng)的是有它的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的，這是我今天特別要想的一個(gè)主題，我們能夠做一個(gè)有國際競(jìng)爭(zhēng)力的系統(tǒng)、項(xiàng)目和應(yīng)用，現(xiàn)在系統(tǒng)應(yīng)用的非常穩(wěn)，通過這次改造以后基本服務(wù)導(dǎo)航性能都比過去要好，大家在用的過程當(dāng)中有什么問題可以跟我們聯(lián)系，謝謝大家。